La revista CSIC INVESTIGA presenta investigaciones sobre física cuántica, destacando su potencial para revolucionar tecnologías como la computación, criptografía y metrología, con aplicaciones prácticas en diversas industrias.
La revista CSIC INVESTIGA presenta en su número 10 un análisis profundo sobre las investigaciones más relevantes del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el ámbito de la física cuántica. Esta disciplina, que estudia la materia a nivel microscópico, promete desencadenar una auténtica revolución tecnológica con aplicaciones que abarcan desde la optimización de procesos industriales y bancarios hasta el desarrollo de nuevos materiales y fármacos.
Las líneas de investigación del CSIC en este campo son amplias e incluyen tanto software como hardware. Los equipos científicos están trabajando en procesadores cuánticos atómicos, aquellos basados en moléculas magnéticas y los que combinan semiconductores y superconductores. Además, se involucran en aplicaciones para la criptografía y la metrología, participando también en el proyecto Quantum Spain, que ha logrado establecer el primer ordenador cuántico de acceso público en España, conectado al potente computador MareNostrum 5 del BSC.
El investigador Diego Porras, del Instituto de Física Fundamental (IFF-CSIC), destaca en su editorial que “la física cuántica despierta fascinación y desconcierto por igual desde sus inicios”. Según Porras, algunos principios cuánticos desafían nuestra intuición cotidiana, como la capacidad de una partícula para estar en múltiples ubicaciones simultáneamente o el hecho de que la luz se cuantiza en paquetes llamados fotones. A pesar del aura de misterio que rodea a esta ciencia, es considerada la teoría física más precisa confirmada hasta ahora.
En este contexto, el número actual de CSIC Investiga ofrece una visión detallada sobre los desafíos actuales en física cuántica. Entre ellos se encuentra la construcción y control del hardware cuántico. El objetivo más ambicioso es alcanzar la ventaja cuántica: lograr un rendimiento superior al de la computación clásica para resolver problemas prácticos. También existen retos significativos en el desarrollo de software cuántico, incluyendo algoritmos para optimización y aprendizaje automático.
La física Roberta Zambrini, del Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC), señala que “la computación cuántica representa una nueva forma de procesar información”. Este enfoque tiene el potencial no solo para abordar problemas fundamentales en física, sino también para mejorar procesos industriales y financieros, así como para desarrollar nuevos materiales con propiedades mejoradas.
Zambrini subraya cómo el proyecto Quantum Spain ha revitalizado el ecosistema cuántico español al conseguir establecer un ordenador cuántico accesible al público en Barcelona. Para avanzar hacia este salto tecnológico, varios equipos del CSIC están trabajando en líneas innovadoras. En particular, un grupo del Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN) está desarrollando prototipos para computación cuántica mediante la manipulación individual de átomos.
La criptografía cuántica es otro campo donde se espera un impacto significativo. Un equipo del Instituto de Microelectrónica de Sevilla (IMSE-CSIC) trabaja en un proyecto pionero que combina fotónica con algoritmos robustos para crear sistemas seguros y escalables. Asimismo, investigadores del Instituto Tecnologías Físicas y de la Información Leonardo Torres Quevedo (ITEFI-CSIC) aplican principios cuánticos para fortalecer las claves utilizadas en comunicaciones a través de fibra óptica y transmisiones entre satélites.
En cuanto a metrología, esta ciencia esencial para medir unidades y patrones puede beneficiarse enormemente gracias a la precisión sin precedentes que ofrece la física cuántica. Equipos como el del Centro de Física de Materiales (CFM) están explorando interacciones entre luz cuántica y nanopartículas para desarrollar sensores capaces de realizar mediciones extremadamente precisas.
A medida que avanza la investigación, los cúbits superconductores se posicionan como uno de los circuitos más prometedores para aplicaciones prácticas. La física Gemma Rius, experta del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC), afirma que estos dispositivos son versátiles tanto en su fabricación como en sus usos comerciales. Además, otros grupos están explorando cúbits basados en semiconductores con miras a su producción masiva utilizando técnicas ya establecidas por la industria microelectrónica.
A medida que se desmitifica la física cuántica, expertos como Alberto Casas y Carlos Sabín, autores reconocidos por su labor divulgativa, destacan su relevancia contemporánea. Según Casas, “la segunda revolución cuántica” está actualmente desarrollándose; aunque aún no cuenta con aplicaciones cotidianas tangibles, promete avances significativos a través de tecnologías emergentes como la computación cuántica o los sensores avanzados.